芦东立 屈直 马嘉佳
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摘要：机器视觉是与工业应用结合最为紧密的人工智能技术,通过对图像的智能分析,使工业装备具有了基本的识别和分析能力。随着工业数字化、智能化转型逐渐深入,智能制造的逐步推进,工业机器视觉逐渐形成规模化的产业,并随着人工智能技术在工业领域落地而逐渐深入到工业生产的各种场景之中。
关键词：工业机器人;视觉系统;电气自动化;应用;
引言
随着我国科学技术进步和工业４．０的快速发展，以手工作业为主的简单工件分类组装的操作模式逐渐被工业机器人系统所取代。采用示教器或离线编程的工业机器人的程序是针对特定环境，如果工作环境的改变，则必须重新编写程序来适应特定任务，这对工业机器人的自适应性有很大的不利影响，从而降低生产效率，提高成本。使用工业机器人视觉感知系统不但能够处理程序固化问题，而且能够增强工业生产成效，降低生产费用等。
1工业机器人视觉识别系统的组成
1.1视觉系统的软件组成
在机器人视觉系统中，硬件再完美也不可能独立完成抓取工作，需要上位机的配合，对相应的软件进行控制操控，这样才会顺利完成抓取工作，所以，要从实际的任务和需求来对软件编程进行编写，使其与视觉智能抓取软件系统相匹配。通过软件系统以图像进行获取、处理、模板匹配和机械的手眼定位等功能来完成通讯功能和软件外部界面的设计，通过控制智能协作机器人来实现自动抓取的任务。在以视觉系统进行控制的过程中，若想实现抓取的准确度，就要对机器人和工业相机进行手眼的精准标定，这是抓取环节一个重要部分。主要目的是对相机所拍摄物体在经过数字化的图像处理后，可以得到有用的数据信息，并对机器人下一步操作进行有效指导和控制。这个过程需要利用二维图像信息经过内部计算得出实际空间信息，进而可以对目标物体进行准确有效定位。
1.2硬件结构与工作过程
分拣识别系统的硬件结构组成部分主要由工业６－ＤＯＦ机械人装置、主操纵系统的ＰＬＣ单位、视觉通用相机系统单位，以及智能运料小车和装配流水线等通过以太网连接构成。该设备使用ＳＶ４－３０ＭＬ智能摄像机作为视觉识别系统，西门子可编程控制器系统是主要的控制零配件。Ｓ７－１２００系列可编程逻辑控制器由德意志公司生产，型号都是直流电的为１２１５Ｃ。智能识别摄像机通过Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ通信协议与两个ＰＬＣ之间进行通信，其中智能识别相机属于服务器端，ＰＬＣ属于客户端，即智能识别通用相机的数据可通过可编程逻辑控制器读取。托盘装配线上有６个托盘站。智能运料小车的装卸位置在后端，另一端为前端。从前端开始，分别定义为１～６，托盘检测传感器设置在工位１、２、４和６，停止气缸设置在工位２和４。
1.3视觉光源的选择
光源不仅在计算机系统里面具有较大作用，在机器人系统里面也是不可替代的关键部分。光源不仅仅为工作提供照亮，光源选择也可以对环境噪声起到很好抑制作用，提高信噪比，可以更加清晰地看见图像中工件的轮廓，大大加强了工件的特征量对比度。视觉系统打光的好坏直接影响着图像采集的成败。较高质量的图像和适合的光源是相互作用的。若是没有选择合适的光源，对于图像后期处理也会有一定影响。所以确定一款与所用镜头相机相匹配的光源十分重要。还要根据实际应用中工件特点来对光源进行选择，比如表面比较光滑的金属，就要选择防止反光的蓝光或红光来打光，这样会取得较好效果；对于深景的情况就应选择平行无影光源来消除深景。当然。要具体问题具体分析，要依据工程项目的实际情况来进行光源选择，进而提高发光效率和使用寿命。
2工业机器人视觉系统在电气自动化中的应用
2.1新生代电气自动化技术的应用
电气自动化技术融入了信息技术、自动化控制技术、计算机技术等多项内容，将其与产业机器人结合，可优化传统的生产流程，降低生产环节的复杂性，同时借助各项技术的精密控制，保证指令、信息数据传输和接收的效率，避免因指令出错而引起生产问题，提高生产机器人的作业效率，改进产品质量，创造更高的经济效益。在电气自动化技术的作用下，产业机器人在保留原有优势的基础上，增强自身学习和自主创造能力，可很好地代替作业人员完成各项指标，避免偏差或失误的情况产生。在产业机器人中，伺服电机、控制器等都属于其核心组成部分，对精确度与稳定性的要求都很高，特别是对于医疗机器人。为实现长远的突破性发展，必须全面促进整体技术水平的显著提升。此外，电气自动化技术的应用可做好模块化、嵌入式控制系统、高精密控制系统的设置，实现产业机器人功能性的进一步完善，对传统的产业机器人系统加以优化和调整，增设网络通信、仿真模拟等功能项目，以改进产业机器人生产作业处理效率。另外，随着技术水平的优化，在原有基础上突破和创新技术上，可开发出更多新型技术软件，加快产业机器人作业进程。
2.2在简化自控流程中的应用
电气领域自动化控制是非常复杂的过程，对各个环节要求都很严格，如果某环节出现问题就会引发严重危害，造成经济损失。产业机器人技术的有效应用，能够科学合理分析设备使用状况与故障等，以此采取有效的处理方式，尽量保证电气自动化控制工作效率与质量。此技术的利用，还能够实现远程化检修，简化过程。
3发展趋势
3.1电气自动化技术的未来趋势
电气自动化技术的发展也由当初传统的电气控制技术到如今的人工智能技术，发展速度较快而且随着当前技术的发展，电气自动化技术与物联网、通信行业、仿真技术的联系日益紧密，和计算机行业的联系也逐渐增多，符合人类社会发展的技术需求。
3.2产业机器人未来的主流发展趋势
产业机器人应用的过程中，已经从传统的体力劳动向脑力劳动转化，在非标准化的建设和生产中也充分展示了自身独特的优势。比如，合理利用神经网络技术，使人工智能具备自主学习意识和观念，准确识别图片中的形象。产业机器人也是未来社会生产中的主流发展趋势，可应用于原本只能由人工涉足的多个领域，完成非线性任务，能够在生产决策的过程中展示自身的价值。实际上，很多人对人工智能技术存在认识和理解上的偏差，认为人类和机器人存在着十分显著的差异。但从客观角度来说，机器人与人类相比，具有十分独特的优势，机器人能够充分利用高效、无限制和极度扩张的特点发挥其作用和功能。但是产业机器人也存在明显的不足，不具备高度复杂化的神经网络。在分组作业机制的支持下，产业机器人也可突破上述限制，推动产业的稳定发展。
结束语
上所述，作为工业现代化建设发展的必然发展趋势之一，产业机器人凭借着其特有的自动化以及智能化水平不仅能够满足产业生产活动，还能够提升产业的经营水平。［8］为了能够发挥出产业机器人的应用价值，在提升电气自动化技术时应当构建开放式的电气自动化技术应用资源平台，优化产业机器人电气自动化技术的软件系统设计，关注新生代电气自动化技术以及机械零件拼接、驱动与程序编排技术相关电气自动化技术的应用，推动产业机器人功能的完善，确保电气自动化技术能够有机的融入产业机器人中，发挥出产业机器人助推产业升级的应用价值。
参考文献
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